波形发生电路

第7章波形发生电路17.1概述本章主要介绍的两部分内容1.信号处理电路:⑴施密特触发器⑵单稳态触发器①.用门电路构成的单稳②.ASIC(专用芯片)单稳③.用IC.555芯片产生单稳态触发器2.波形发生电路:⑴.用门电路构成的波形发生电路⑵.施密特型多谐振荡器⑶.石英晶体多谐振荡器⑷.IC.555多谐振荡器2波形发生电路可以分为两类:①正弦波振荡器②多谐振荡器3正弦波振荡器的概念:振荡器的功能是产生一个稳定的周期随时间改变的输出波形起到信号或对信号定时的作用，这样的电路叫振荡器。交流输出信号可以从振荡器得到各种各样的波形中的一种，如：①正弦波、②三角波、③方波、④脉冲序列波、⑤指数波形.4振荡器有多种应用:1.能够用于系统定时的时钟信号;2.能产生载波信号调制传输信息的幅度或频率;3.对显示系统产生周期性扫描电压;4.把模拟电压或电流转换成数字量;5.作复杂信号处理系统的关键模块，如：①.锁相环②.频率（合成）等5两种类型的振荡器:⑴.调谐振荡器产生近似正弦波输出:①.RC—网络;②.LC—谐路振荡器;③.石英晶体振荡器;⑵.

多谐振荡器(又叫驰张振荡器):①.RC驰张振荡器;②.恒流源为定时电容充放电;③.射极耦合多谐振荡器;67.2RC驰张振荡器1.基本电路结构:电容C1上的电压波形和输出信号uo如下图所示：00uovT1vT2Uc1(up)ttS1断开S2闭合ح

1ح

2ح

1=R1C1ح

1=(R1//

R2)

C1虚线左侧是一个有施密特特性的开关，开关断开时电源经过R向C1电容充电，开关闭合时，电容C1放电。这样一驰一张地工作。72.用运算放大器构成的驰张振荡器uoc1R1R3R22KΩUzDz（1）电路组成：1.R1C1组成定时电路2.运算放大器：电压检测比较器3.R2、R3分压电路，产生正负两个阈值电压VT1和VT2。与运算放大器一起组成一个开关。8施密特触发器(滞回比较器)分析这种滞回特性又称作施密特性能，具有滞回特性的比较器，叫滞回比较器，或叫施密特触发器。97.3555定时器使用单运放比较器对施密特触发器的阈值精度和稳定性有直接影响，因此会影响振荡器的频率和稳定性。为此要使用双比较器型施密特触发器10用双比较器和一个S-RFF组成的施密特触发器，控制开关S断开或闭合其中两个域值分别是：VA=(RB+RC)/(RA+RB+RC)×VCC=2/3×VCCVB=RC/(RA+RB+RC)×VCC=1/3×VCC滞回电压：VH=VA-VB=1/3VCC电压传输特性图中虚线右侧为两个阈值的施密特触发器，控制一个为电容充放电的开关S。11555定时器R1R2CVAVBout5726183SR用双运放滞回比较器与R1,R2,C组成的RC驰张振荡器。12工作原理：555定时器有两个阈值VR2=1/3VCC，VR1=2/3VCC，信号输入端2、6接在一起，输入信号为电容C的充电电压UC。当UC<VR2时比较器2的输出vC2=0，Q=1，与非门G3的输出为低电平，晶体管TD截止电容C，经R1、R2向C1充电，充电时间常数：ح充=(R1+R2)C1当VR2<UC<VR1时，vC2=1。比较器的输出vC1=1，两个与非门组成S-R触发器，保持状态不变Q=1，Q=0，电容C继续充电。当UC≥VR1时，比较器输出vC1=0，Q=1，Q=0，于是与非门G3输出高电平，是晶体管TD导通，电容C1放电，放电路径为：C1→R2→晶体管C极→发射极→地，放电时间常数：ح充=R2C（晶体管饱和导通内阻忽略不计）555定时器的实际电路图中R1，R2，C和0.1uF的电容是外接元件。虚线框内是555定时器及引脚图。13555定时器电路图555R1C1RLR2CVccVout54813267i充i放14C1充放电波形图和555输出端的输出波形15用555定时器组成的占空比可调的多谐振荡器16555定时器芯片的用途很多，可以用它构成单稳态触发器和整形电路。555定时电路的应用：(1)555单稳态触发器(2)555定时器作为施密特触发器7.4单稳态触发器17单稳态触发器典型电路电路形式：2端，作为负脉冲触发输入端6端，7端接于电容C和R中间，6端作为控制输入，7端是晶体管集电极放电路径18555单稳态触发器的电路图所谓单稳态触发器，即只有一个稳定状态，另一个状态是暂稳或不稳定状态。在稳定状态情况下，没有触发信号。2端处于高电平，大于阈值电压VR2，比较器2的VC2输出为高电平1，S-RFF输出Q=1，晶体管处于导通状态，C处于放电状态。555输出为低电平。当2端输入为低电平时，比较器2输出跳到低电平，使S-RFFQ跳到低电平，晶体管截止，电容C经R充电。555的输出3端，输出高电平，电路为暂稳态，当C充电到uC≥vR1时，比较器1翻转，使S-RFFQ=1，C进入放电状态，晶体管TD导通，暂稳态结束。19整个触发过程的工作波形稳态暂稳态T1暂稳态时间T1计算：T1=RCln

=RCln

=RCln3=1.1RCVCC-uC(0)VCC-uC(t1)VCCVCC-2/3VCC207.5施密特触发器PS:施密特触发器主要用于